Eine Luftfolie senkt den Treibstoffverbrauch von Schiffen um 25 %
25 % weniger Treibstoffverbrauch von Schiffen: Das verspricht eine bionische Folie, die einen Luftfilm zwischen Schiff und Wasser legt. Natürliches Vorbild ist der Schwimmfarn Salvinia, der unter Wasser atmen kann.
Schiffsrumpf nach der Säuberung und Imprägnierung: Forscher haben jetzt eine Folie entwickelt, die Luft speichert und so zwischen Wasser und Rumpf ein Luftpolster legt. Das reduziert die Reibung enorm und soll 25 % Kraftstoff einsparen.
Foto: Nightman1965/Panthermedia.net
Eine Seefahrt, die ist lustig, eine Seefahrt, die ist schön: Die Schifffahrt ist allerdings auch einer der Hauptverursacher der Luftverschmutzung in Europa, mahnt der Naturschutzbund Deutschland (NABU). Ohne Gegenmaßnahmen würde er 2020 die Emissionen aller anderen Quellen in der EU übertreffen. Zum Glück gibt es schon eine Maßnahme: Das EU-Projekt Aircoat entwickelt eine Folie, die sich auf den Schiffrumpf kleben lässt und den Treibstoffverbrauch deutlich senken soll.
Auf der Folienoberfläche haftet eine dünne Luftschicht, eine Barriere zwischen Wasser und Schiff, die den Reibungswiderstand reduziert. „Erste Schätzungen zeigen, dass die Aircoat-Technologie mindestens 25 % des Kraftstoffverbrauchs von Schiffen und damit 25 % der Abgasemissionen reduzieren kann“, sagt Projektkoordinator Johannes Oeffner vom Fraunhofer Center für Maritime Logistik in Hamburg. Die Schiffe würden zudem leiser.
Vorbild ist der Schwimmfarn Salvinia
Die Forscher haben sich von der Natur inspirieren lassen. Der Schwimmfarn Salvinia hat Blätter mit einer haarartigen Struktur auf der Oberfläche. Die Struktur ist wasserabweisend und hält Luftschichten, sodass die Pflanze unter Wasser atmen kann. „Nachdem wir den Salvinia-Effekt verstanden hatten, erkannten wir das enorme ökonomische Potential einer technischen Umsetzung“, erklärt der wissenschaftliche Projektkoordinator Thomas Schimmel. „Wir entwickelten eine Methode zur Herstellung einer künstlichen Oberfläche, die den Effekt im Labor nachahmt. Ein früher Prototyp, den wir vor mehr als fünf Jahren unter Wasser gesetzt haben, ist immer noch mit einer dauerhaften Luftschicht bedeckt.“
Die Oberfläche des Schwimmfarns Salvinia ist Vorbild für die Schiffsbeschichtung: Die haarartige Struktur ist wasserabweisend und hält Luftschichten.
Quelle: Arbeitsgruppe Prof. Schimmel/KIT
Ein weiterer Vorteil der Folie: Sie schützt Schiffe vor dem sogenannten Biofouling, also vor Mikroorganismen wie Algen und Muscheln, die sich am Rumpf ablagern. Die Ansammlung der blinden Passagiere verursacht jährlich Schäden in Milliardenhöhe. Denn sie erhöhen den Wasserwiderstand der Schiffe enorm, der Kraftstoffverbrauch steigt.
5,3 Millionen Euro Fördergelder
Derzeit steckt das Projekt Aircoat in der Laborphase. Als Nächstes folgen Tests mit Forschungsschiffen und Containerschiffen. Physiker, Experten für Strömungsmechanik und Schiffsbau werden untersuchen, wie sich das Material unter realen Bedingungen verhält. Finanzielle Rückendeckung erhalten sie von der Europäischen Kommission. Sie fördert das Projekt mit 5,3 Millionen Euro – im Rahmen des Programms Horizon 2020. An Bord des Projekts sind auch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die Hochschule Bremen und die Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt (HSVA).
Die HSVA hat Erfahrung mit künstlichen Häuten für Schiffe. Die Ingenieure haben bereits die Haut von Delfinen nachgebildet und als Beschichtung auf Schiffsrümpfen eingesetzt. Sie reduziert den Strömungswiderstand ebenfalls – allerdings nicht um 25%, sondern um sechs Prozent.
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